无线传感器网络(WSN)是物联网的技术基础,但是作为一种无线通信网络,传输的消息容易被窃听、截取或篡改。在诸如军事侦察、危险领域工业控制、医疗系统等应用场景,对网络的安全能力具有很高的要求。因此,对于通信安全技术的研究在WSN相关研究中,具有重要的地位。然而由于WSN节点可用资源的有限性,其对于硬件资源和能耗的限制较为突出,需要通过使用节能算法来保证其工程上的可用性。论文提出了一种应用于无线传感器网络链路层的节能型安全策略,在保证WSN系统具有足够安全能力的同时,简化了算法的计算复杂度,提高了运算效率,具有更好的实用价值。首先,通过引入混沌映射技术,对RC4算法进行了改进,解决了算法在弱密钥情况下输出序列的周期性问题,同时又保留了RC4算法的非线性结构,构造了安全性更好的子密钥生成算法。加密算法的构造中,结合异或加密的精简性以及分组密码的CBC模式,极大的对加密算法结构进行了轻量化改造,并保证算法不会因为异或加密而降低其安全能力。由于改进的子密钥生成算法,具有更好的随机输出能力,使得本文提出的加密算法,实现了“伪一次一组一密”的加密效果。在MAC构造算法中,使用本文提出的子密钥生成算法,对不足长的摘要进行位填充,并采用两次加密,保证了MAC算法具有足够的健壮性和可用性。其次,通过对加密算法以及消息验证码算法的运算效率以及传输效率进行度量评估,验证了本文提出的安全策略相比其它现有算法更优秀的节能能力。并通过采用卡方拟合检验以及Diehard测试套件,对算法的安全能力进行了测试验证,测试结果同样表明,算法能够提供足够的安全保证,符合WSN的安全需求。最后,通过使用德州仪器公司的CC2530,对本文提出的加密算法和消息认证码算法进行了实现,证明了本文设计的无线传感器网络链路层安全策略,具有工程实用能力,能够为无线传感器网络提供有效的机密性与完整性保护,以及对消息源的身份认证功能。